C／C复合材料的浸涂抗氧化性能

采用不同浸渍工艺浸涂C／C复合材料，研究了不同浸渍剂渍后试样的抗氧化效果，以及常压浸渍和抽真空－加压浸渍对C／C复合材料抗氧化性能的影响，研究结果表明，材料浸渍磷酸盐后其抗氧化性能可得到明显改善，用磷酸盐加压浸渍是提高C／C复合材料抗氧化性能的一种有效途径；常压浸渍处理时，在所使用的3种浸渍溶液（A溶液、Z溶液、M溶液）中，经Z溶液处理的试样其抗氧化性最好，浸渍了A溶液，Z溶液的试样的氧化失重曲线，其最佳抽真空－加压浸渍压力分别为0．8，1．2MPa.     

一种计算碳/碳复合材料浸渍量的理论公式

在研究碳／碳(C/C)复合材料的浸渍碳化(IC)工艺的改进技术中，对各种影响因素进行了综合分析，提出了一种计算C/C复合材料浸渍量的理论公式，这对正确估计C/C复合材料的IC效果、研究IC工艺与C/C复合材料宏观性能之间的关系具有一定的指导意义。     

用改进的低压渍浸碳化法制备C/C复合材料的工艺研究

本文采用＂二次抽气＂新工艺，对传统的ＬＰＩＣ法进行改进，制备出低成本高性能的Ｃ／Ｃ复合材料；提出了密度增量与浸渍次数之间的关系－２／３法则，使Ｃ／Ｃ复合材料的理论密度与实测密度非常接近；为定量预测Ｃ／Ｃ复合材料的宏观性能与制备条件之间的关系提供了新的工艺模型．     

增密工艺对C/C-Cu复合材料组织和性能的影响

为了探究增密工艺对C/C-Cu复合材料组织和性能的影响,分别采用化学气相渗透(CVI)和先驱体浸渍裂解转化(PIP)对2.5D针刺碳毡进行增密处理,得到由热解碳和树脂碳填充的C/C增强体,采用真空浸渗工艺制备了C/C-Cu复合材料,并对其进行了组织分析和性能测试。结果表明：采用CVI增密制备的C/C-Cu复合材料中TiC界面层更薄,热解碳对碳纤维起到了较好的保护作用,垂直、平行方向的电阻率分别为0.72、0.63μΩ·m、压缩强度分别为367.61、326.87 MPa,抗拉强度为62.54 MPa,其导电性能、压缩强度、抗拉强度以及塑性均优于PIP增密,破坏机制为纤维拔出破坏;采用CVI增密制备的C/C-Cu复合材料硬度值为77.28 HBW,略低于PIP增密(81.59 HBW),但二者差异较小。综上,CVI增密工艺更适合用来制备C/C-Cu复合材料的C/C增强体。     

C/C复合材料的制备设备研究

针对聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化处理、预氧丝连续碳化、化学气相沉积、高温石墨化处理等工艺过程,研究了温度场、流场、副产物回收等C/C复合材料制备过程中的控制技术和设备.实践证明,设备在各工艺环节均发挥着重要作用.湖南顶立科技有限公司所生产的C/C复合材料制备设备具有优良的性能,生产出的C/C复合材料性能优异.     

C／C复合材料的体积密度和石墨化度对硬度的影响

测试了几组典型的不同体积密度和石墨化度的C／C复合材料洛氏硬度值，研究了C／C复合材料的体积密度和石墨化度与其硬度特性的关系．结果表明：相同石墨化度的C／C复合材料洛氏硬度随其体积密度的增加而增加，相同体积密度的C／C复合材料洛氏硬度随其石墨化度的增加而降低；C／C复合材料体积密度对硬度的影响随其石墨化度的增加而减小；对体积密度为1．75-1．85g／cm^3的C／C复合材料，可据其洛氏硬度的范围大致判断其石墨化度的范围；对一定体积密度和热处理温度的C／C复合材料，可通过洛氏硬度判断基体发的微观结构特点．     

C/Cu(Fe)复合材料制备工艺及性能研究

利用三步电沉积法制备C／Cu（Fe）复合材料预制丝，将预制丝缠绕成毛坯，采用真空热压法制备C／Cu（Fe）复合材料．研究表明，真空热压工艺对复合材料力学性能有很大影响，通过力学性能试验和对拉伸断口形貌的分析，得出了制备C／Cu（Fe）复合材料的最佳工艺．     

铁对C／Cu复合材料界面特性影响的研究

利用电子显微及X射线衍射仪分析研究了C／Cu复合材料的界面特性及合金元素铁对C／Cu复合材料界面特性的影响，研究表明复合材料界面既无化学反应也无扩散发生，C／Cu界面是物理结合，试验表明，合金元素Fe与碳纤维发生化学反应，使C-Cu界面结合强度明显提高，因此使C／Cu复合材料的强度从592MPa提高到696MPa，横向剪切强度从64MPa提高到84MPa，化学结合型界面是提高复合材料强度的途径之一。     

热处理对3D C/C复合材料断裂行为的影响

采用3D炭纤维预制体,以丙烯作为碳源,氮气作为载气,利用自制的快速CVI炉制备了C/C复合材料。详细分析了不同CVI工艺下,热处理对C/C复合材料断裂强度、断裂方式以及材料均匀性的影响。力学性能测试结果表明,材料的弯曲断裂特征与制备过程中受到的高温热处理次数有关。与1次连续CVI工艺相比,多阶段连续CVI工艺下,C/C复合材料经过2次"CVI-热处理"循环工艺后,其密度达1.8 g/cm3,抗弯强度达196.69 MPa,断裂方式为假塑性断裂,材料在Weibull概率分布下强度分散性较小。     

包覆工艺制备C—SiC—B4C—TiB2复合材料的组织与性能

以鳞片石墨,B4C,SiC,TiO2为原料,利用包覆工艺在不同热压温度下制备了W（C）=50％的C—SiC—B4C—TiB2复合材料,并详细研究了热压温度对复合材料显微组织和性能的影响规律．结果表明,当热压温度高于1850℃时,复合材料由C,SiC,B4C和TiB2这四相组成;复合材料的体积密度、抗折强度和断裂韧性均随着热压温度的升高而增加．2000oC热压时,复合材料的体积密度、气孔率、抗折强度和断裂韧性分别达到2．41g／cm^3,3．42％,176MPa和6．1MPa·m^1/2;热压温度升高,复合材料的碳相和陶瓷相逐渐致密,碳相最终形成了在陶瓷基体上镶嵌的直径为40μm橄榄球状和条状这两种形貌．碳／陶瓷相的弱界面分层诱导韧化和第二相TiB2与陶瓷基体之间热膨胀系数不匹配所致的残余应力使变形过程中微裂纹的扩展路径发展变化,使复合材料的韧性提高．     

医用碳／碳复合材料的制备及骨组织相容性研究

医用碳／碳复合材料的制备工艺主要由碳纤维三维立体织物浸渍糠醇树脂、碳化、化学气相渗透和石墨化等主要步骤构成．本文采用扫描电子显微镜、肖氏硬度计对碳／碳复合材料的表面微观形貌及显微硬度进行观察和测定．为进一步探讨该材料作为骨组织替换材料的可行性，开展了实验动物骨内种植实验，并通过X射线和组织病理切片观察对材料与骨组织相容性进行了研究．结果表明，采用本工艺制备的碳／碳复合材料组织结构均匀致密．该材料生物相容性良好，具有与正常人体皮质骨十分接近的表面硬度．     

碳/碳生物活性玻璃涂层复合材料的组织结构研究

通过包埋－粉末涂刷高温烧结工艺，以碳化硅作为过渡层制备出C／C生物活性玻璃涂层复合材料。采用SEM、EDS、XRD考察了涂层的组织结构，结果表明所制涂层具有多孔结构，从基体到生物活性玻璃涂层，成分和结构呈连续变化，消除了生物玻璃与基体的性质差异，实现了在C／C复合材料表面进行生物活性改性。     

用CVI增密技术制备航空刹车用C／C复合材料

以炭布与炭纤维薄毡交替成叠层，采用针刺技术在垂直布面方向引入增强纤维，制成准三维预制体，在自行研制的热梯度CVI炉中制备了航空刹车用C／C复合材料；采用偏光显微镜研究了沉积炭的显微结构，研究结果表明：该CVI炉可实现多试样同时沉积，且位于料柱不同位置的试样密度分布较均匀；对外径为110mm，内径为45mm，厚度为15－20mm的试样，在80h内，试 平均密度可达1.60g/cm^3，炭的有效利用率可达27％；在料柱的不同位置以及同一试样中沿径向的不同位置，沉积炭的显微结构都有所不同；沉积炭的显微结构有粗糙层结构、带状结构以及光滑层结构。通过工艺参数的优化，可以得到以粗糙层结构为主的C／C复合材料。     

C/C-SiC复合材料摩擦磨损性能的研究

以不同孔隙率的C/C复合材料为预制体,聚碳硅烷为先驱体,二甲苯为溶液,将聚碳硅烷和二甲苯按一定质量比配成浸渍液,采用真空加压浸渍裂解法制备出了一系列C/C-SiC复合材料,并且对材料的摩擦磨损性能进行了研究.结果表明,随着预制体密度的增大,材料的平均摩擦系数、摩擦力矩都随之增加,而刹车时间、刹停温度和线磨损则随之降低.静力矩测试表明,材料有比较高的静摩擦系数,几组试样中预制体原始密度为1.47 g.cm-3的材料较适合作为刹车材料使用.     

C/SiC制备过程中的碳化工艺及碳化后碳支架性能的研究

对C/SiC复合材料制备过程中碳化工艺进行了探索,包括碳化前造孔剂类型及质量分数的确定,碳化过程中碳化温度和碳化速度的确定等.用SEM和XRD分别对碳化后碳支架的孔道结构和相结构进行了分析,此外,也对碳支架的收缩率做了一定的测试.结果表明:选择造孔剂为淀粉且质量分数在14％～16％为最佳,碳支架的孔道包含孔道,微孔和大孔三种类型,碳支架的相结构主要为玻璃态结构的石墨,且碳支架的收缩率在长度和半径方向均一致.     

玻璃纤维／环氧树脂纺织复合材料水分散法制备

本文初步探索了玻璃布增强环氧树脂复合材料的水分散法制备工艺,研究了玻璃布的浸渍工艺,并通过对材料力学性能的测试,探索了最佳模压成型工艺参数。结果表明：浸渍液浓度应较高,浸渍时间为40秒左右,浸渍次数为4～5次;复合材料制备较佳的工艺参数为模压压力12MPa、模压时间6min和模压温度190℃。     

高性能纤维增强水泥基复合材料的研究

介绍了在高性能蒸养水泥中掺入钢纤维制备出高性能水泥基复合材料的研究对象，研究了水灰比（W／C），砂灰比（S／C），钢纤维掺量对水泥基复合材料性能的影响；并用XRD、SEM分析其微观结构和形貌，试验结果表明，将钢纤维掺入到高性能蒸养水泥中并采用适当的工艺，可制备出抗夺强度达133MPa，抗折强度达24．5MPa的高性能水泥基复合材料。     

用区熔法制备Cu/C复合材料

提出了一种制备颗粒改性铜基复合材料的新方法－区熔法,采用该成功地制取了石墨／铜基复合材料,通过金相、扫描电镜分析和物理性能测试等手段对区熔法制成的复合材料的组织、性能进行了研究。结果表明,在石墨平均粒度小于1μm时,并且在压制密度、加热和冷却速度合适的条件下,复合材料的组织均匀,致密性好,石墨在基体中弥散分布,材料的导电性明显提高,特别是电阻率较国内成分相同的市售商品牌号降低41％。     

粉末冶金法制备Al—12％CuO系原位铝基复合材料的组织和性能

为了制备组织均匀、压缩性能良好的原位纳米颗粒增强铝基复合材料,本文以微米级纯铝粉和氧化铜粉为原料,用改进的高能球磨＋粉末冶金技术制备了原位增强铝基复合材料,研究了所制备的铝基复合材料的显微组织和密度、压缩强度等性能与制备工艺的关系．研究发现：高能球磨480r／min,16h＋单向模压热压烧结620℃,100MPa,1h,获得纳米级CuAlO2原位增强的铝基复合材料,在铝基体中均匀分布大量尺寸约1μm的CuAl2相．热压工艺对所制备的铝基复合材料的压缩强度有显著影响,620℃,100MPa单向模压复合材料的压缩强度为843．6MPa,而双向加压材料的压缩强度提高到950MPa;当单向压力提高到150MPa时,原位铝基复合材料的压缩强度进一步提高到1090MPa．     

温度对C/C复合材料表面HAp涂层的影响

采用水热电沉积法在碳／碳（C／C）复合材料表面制备了羟基磷灰石（HAp）涂层，用XRD、SEM等测试手段对涂层进行表征，重点研究了水热温度对HAp涂层晶相和显微结构的影响以及HAp涂层的沉积动力学机理。结果表明：随着温度的升高，HAp衍射峰有所增强，结晶程度变好，涂层更加致密和均匀；涂层的沉积速率随着温度的升高而增加，涂层的沉积活化能为25．89kJ／mol。